KR101670461B1 - 수소 포함 배기가스 처리장치 - Google Patents
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Abstract
수소 포함 배기가스 처리장치가 개시된다. 본 발명에 따른 수소 포함 배기가스 처리장치(200)는, 반도체 표면 개질 공정에서 발생하는 수소 포함 배기가스(HG)가 유입되는 수소 포함 배기가스 유입관(110), 및 산소 포함 공기(A)가 유입되는 산소 포함 공기 유입관(231)이 적어도 일측에 연결되고, 수소 포함 배기가스(HG)와 촉매 반응을 일으키는 촉매를 포함하는 복수개의 촉매 담체부(216, 256)를 포함하는 처리부(210, 250)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 수소 포함 배기가스 처리장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 표면 개질 공정에서 발생하는 수소 포함 배기가스를 촉매 반응을 통해 처리할 수 있는 수소 포함 배기가스 처리장치에 관한 것이다.
반도체 제조공정에서 확산 산화 공정과 같은 표면 개질 공정에서는 필요한 박막을 형성하기 위해 수소, 질소, 암모니아 등을 사용한다. 이 중에서 수소 가스는 약 4 ~ 75 %에서 발화될 수 있으므로, 대기 중으로 바로 배출할 경우에 폭발의 원인이 될 수도 있다. 따라서, 배기가스에서 수소의 농도를 낮추는 것이 필수적이다.
종래의 수소를 포함하는 배기가스를 처리하는 방법으로는 열을 이용한 연소법, 물을 이용한 습식법 등이 있다. 연소법은 수소를 1000 ℃ 이상의 초고온에서 연소시킴에 따라 수소를 처리하는 방법이고, 습식법은 다량의 물을 분무하여 수소를 일부 용해시켜 수소를 처리하는 방법이며, 습식법보다 연소법이 처리 효율이 높기 때문에 주로 사용된다.
도 1은 종래의 연소법을 이용한 수소 포함 배기가스 처리장치(20)를 나타내는 측면도이다.
도 1을 참조하면, 반도체 처리장치(10)의 가스 배출부(11)가 수소 포함 배기가스 처리장치(20)까지 연결되어, 수소 포함 배기가스(HG)가 챔버 내부로 유입될 수 있다. 챔버 내부에는 연소를 위해 순간적으로 고온의 열을 발생시키는 발화부(21)가 가스 배출부(11)와 인접하게 형성되어 있다. 그리고, 수소 포함 배기가스(HG)를 연소시키는데 필요한, 산소 등의 공정가스(OG)가 외부의 공정가스 공급장치로부터 공정가스 공급관(25)을 통해 공급될 수 있다. 수소 처리공정을 마친 후에 수증기 등을 포함하는 배출가스는 배출부(26)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
위와 같은, 종래의 수소 포함 배기가스 처리장치(20)는 고효율로 수소를 처리할 수 있는 장점은 있으나, 수소 포함 배기가스(HG)의 농도가 고농도에서 저농도로 변하는 경우에는 연소가 일어나지 않거나 불안정해져, 수소 포함 배기가스(HG)의 수소가 처리되지 않고 그대로 외부로 방출되는 문제점이 있었다. 그리고, 연소를 이용하기 때문에, 장치 내부에서의 폭발 위험이 상존하고, 항상 챔버 내부를 고온으로 유지할 필요가 있기 때문에 공정 비용이 늘어나고, 히터의 유지, 관리가 용이하지 않은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수소 포함 배기가스의 농도와 관계없이 수소 처리공정이 수행될 수 있는 수소 포함 배기가스 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 수소 포함 배기가스의 수소처리 효율을 최대화한 수소 포함 배기가스 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 장치의 내구성을 향상시켜 공정 비용을 감소시키고, 수소 처리공정에서 위험 발생 요소를 줄일 수 있는 수소 포함 배기가스 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 포함 배기가스 처리장치는, 반도체 표면 개질 공정에서 발생하는 수소 포함 배기가스가 유입되는 수소 포함 배기가스 유입관, 및 산소를 포함하는 공기가 유입되는 산소 포함 공기 유입관이 적어도 일측에 연결되고, 상기 수소 포함 배기가스와 촉매 반응을 일으키는 촉매를 포함하는 복수개의 촉매 담체부를 포함하는 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 수소 포함 배기가스의 농도와 관계없이 수소 처리공정이 수행될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수소 포함 배기가스의 수소처리 효율을 최대화 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 장치의 내구성을 향상시켜 공정 비용을 감소시키고, 수소 처리공정에서 위험 발생 요소를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 연소법을 이용한 수소 포함 배기가스 처리장치를 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 포함 배기가스 처리장치의 전체 구성을 나타내는 측면도다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 처리부를 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합판을 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반응부를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 포함 배기가스 처리장치의 전체 구성을 나타내는 측면도다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 처리부를 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합판을 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반응부를 나타내는 평면도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 하여 과장되어 표현될 수도 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 수소 처리 공정이란 수소 포함 배기가스 내에 포함된 수소 가스를 수증기 등의 다른 물질로 변환하여 수소 가스의 농도를 줄이는 일련의 공정을 모두 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 수소 포함 배기가스 처리장치는 반도체 처리장치뿐만 아니라, 원자력 발전의 냉각로에서 생성되는 수소 처리, 자동차 머플러의 배기가스 처리 등의 분야에도 사용할 수 있음을 밝혀둔다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수소 포함 배기가스 처리장치를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 포함 배기가스 처리장치(200)의 전체 구성을 나타내는 측면도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 처리부(210)를 나타내는 측면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 수소 포함 배기가스 처리장치(200)는, 처리부(210, 250)를 포함할 수 있다.
처리부(210, 250)는 수소 포함 배기가스(HG)와 촉매 반응을 일으키는 촉매를 포함하는 복수개의 촉매 담체부(216, 256)를 포함할 수 있다. 처리부는 하부에 위치하는 제1 처리부(210)와 상부에 위치하는 제2 처리부(250)를 포함할 수 있다.
제1 처리부(210)는 고농도로 수소를 포함하는 수소 포함 배기가스(HG)가 효율적으로 수소 처리될 수 있는 공간을 제공할 수 있고, 제2 처리부(250)는 제1 처리부(210)에서 상당부분 수소 처리된 저농도로 수소를 포함하는 수소 포함 배기가스(HG1)가 효율적으로 수소 처리될 수 있는 공간을 제공할 수 있다.
수소 포함 배기가스(HG)는 반도체 처리장치(100) 내에서 반도체 표면 개질 공정 등으로 발생하고, 반도체 처리장치(100)의 가스 배출부(도면부호 미도시)를 통해 배출될 수 있다. 그리고, 수소 포함 배기가스(HG)는 가스 배출부와 일단이 연결되고, 제1 처리부(210)의 일측에 타단이 연결된 수소 포함 배기가스 유입관(110)을 통해 제1 처리부(210) 내부로 유입될 수 있다.
또한, 제1 처리부(210) 내부에서 수소 포함 배기가스(HG)와의 반응성, 수소 농도 제어 등을 위해, 다른 공정가스를 추가로 유입되도록 할 수 있는데, 본 발명에서는 산소를 포함하는 공기(A)[이하, 산소 포함 공기(A)]를 유입되도록 할 수 있다. 산소 포함 공기(A)는, 외부의 산소 포함 공기 공급부(230)로부터 제1 처리부(210)의 일측에 연결된 산소 포함 공기 유입관(231)을 통해 제1 처리부(210) 내부로 공급될 수 있다.
제1 처리부(210)는, 하부에 위치하며 수소 포함 배기가스(HG)와 산소 포함 공기(A)가 유입되고 혼합되는 가스 유입부(211) 및 상부에 위치하며 복수개의 촉매 담체부(216)가 배치되는 반응부(215)로 구획될 수 있다. 수소 포함 배기가스 유입관(110)과 산소 포함 공기 유입관(231)이 가스 유입구(211)의 일측에 연결되어야 함은 물론이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합판(213)을 나타내는 평면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 가스 유입부(211)는 도입부(212)와 복수개의 혼합판(213: 213a, 213b)을 포함할 수 있다.
도입부(212)는 수소 포함 배기가스 유입관(110)과 산소 포함 공기 유입관(231)으로부터 유입된 수소 포함 배기가스(HG) 및 산소 포함 공기(A)가 유입되어 공간을 제공할 수 있다. 도입부(212)에서 1차적으로 수소 포함 배기가스(HG) 및 산소 포함 공기(A)가 혼합될 수 있다.
복수개의 혼합판(213: 213, 213b)은 도입부(212) 상에서 수직 방향으로 상호 간격을 이루면서 수평 방향으로 배치될 수 있다. 혼합판(213)에는 가로 및 세로 방향을 따라 복수개의 혼합구(214a, 214b)가 형성될 수 있다. 혼합판(213)은 2개(213a, 213b)인 것으로 도시되어 있으나, 그 이상이어도 무방하고, 혼합구(214a, 41b)의 개수도 적절하게 조절될 수 있다.
도입부(212)에서 1차적으로 혼합된 수소 포함 배기가스(HG) 및 산소 포함 공기(A)는 혼합판(213)의 혼합구(214a, 214b)를 통과하면서 상승 이동하는 과정에서 2차적으로 더욱 혼합이 잘 일어날 수 있다. 그리하여 균일하게 혼합된 가스가 반응부(215)로 이동할 수 있다.
특히, 수소 포함 배기가스(HG) 및 산소 포함 공기(A)가 더욱 혼합이 잘 일어날 수 있도록 유로를 길게 형성할 필요가 있다. 이를 위해, 각각의 혼합판(213a, 213b)에 가로 및 세로 방향을 따라 형성된 복수개의 혼합구(214a, 214b)는 엇갈리도록 형성되는 것이 바람직하다. 도 4의 (a)와 도 4의 (b)에는 하부에 위치한 혼합판(213a)의 혼합구(214a)는 상부에 위치한 혼합판(213b)의 혼합구(214b)와 엇갈리지 않도록 형성된 구성이 도시되어 있다. 즉, 동일한 수직축 상의 공간을 점유하지 않도록 혼합구(214a, 214b)가 형성됨에 따라 유로를 길게 형성할 수 있는 이점이 있다.
반응부(215)는 가스 유입부(211)[또는, 혼합판(213)의 상부에 위치하고, 복수개의 촉매 담체부(216)를 포함할 수 있다. 촉매 담체부(216)는 수소 포함 배기가스(HG)에 포함된 수소 가스와 촉매 반응을 일으킬 수 있는 촉매를 포함한다. 수소 포함 배기가스(HG) 내의 수소와 산소 포함 공기(A) 내의 산소는 촉매 담체부(216)의 촉매와 접촉하여 라디칼(radical)화 되고, 라디칼화 된 수소와 산소가 반응하여 수증기[또는, 물]이 생성되는 촉매 반응을 일으킬 수 있다. 그리하여 수소가 처리(제거)될 수 있다.
촉매 반응은 약 500℃에서 수행되고, 촉매 반응 과정 중에 생성된 수증기의 일부는 응축될 수 있다. 응축된 수증기(w)[또는, 물(w)]은 제1 처리부(210)의 일측에 연결된 제1 워터 드레인 포트(240)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
촉매 담체부(216)는 그 자체로 촉매 금속일 수도 있고, 일부에 촉매 금속을 코팅한 것일 수도 있다. 한편, 촉매로 사용되는 물질이 대부분 고가인 점을 감안하면, 촉매 담체부(216)는 저가의 금속 또는 세라믹의 표면에 촉매 금속을 코팅한 것이 바람직하다. 촉매 담체부(216)의 적어도 일부에 코팅되는 촉매 금속으로, 백금(Pt), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os) 등의 백금계 금속과, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu) 등을 사용할 수 있다.
본 발명은, 제1 처리부(210)[또는, 반응부(215)]에서 촉매 담체부(216)가 수평 방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 한다.
제1 처리부(210)는 후술할 제2 처리부(250)보다 수평 면적을 크게 설계하는 것이 바람직하다. 제1 처리부(210)가 제2 처리부(250)보다 수평 면적을 넓게 가지도록 하고, 제1 처리부(210)[또는, 반응부(215)] 내에 촉매 담체부(216)를 수평 방향을 따라 배치함에 따라, 가스 유입부(211)로부터 상승 이동한 수소 포함 배기가스(HG) 및 산소 포함 공기(A)가 넓고 균일하게 분산된 상태에서 복수의 촉매 담체부(216)와 접촉하여 수소 처리가 수행될 수 있다. 그리하여, 제1 처리부(210)에서 고농도로 수소를 포함한 수소 포함 배기가스(HG)가 효율적으로 수소 처리될 수 있다. 제1 처리부(210) 내에서 수소 포함 배기가스(HG) 내의 수소의 약 95%가 처리될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반응부(215)를 나타내는 평면도이다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 촉매 담체부(216)는 반응부(215) 내의 거의 모든 공간을 점유하여 배치될 수 있다. 각각의 촉매 담체부(216)는 촉매 필터부(217)와 촉매 반응부(218)를 포함할 수 있다.
촉매 필터부(217)는 촉매 반응부(218)의 지지체 역할을 함과 동시에 촉매 담체부(216)와 맞닿는 수소 포함 배기가스(HG)가 촉매 반응을 일으킬 수 있는 넓은 표면적을 제공할 수 있다. 넓은 표면적을 제공하기 위해, 촉매 필터부(217)는 다공성(多孔性)의 금속 또는 세라믹에 촉매 금속이 코팅된 형태일 수 있다. 촉매 필터부(217)의 두께는 촉매 반응부(218)보다 얇게 형성되는 것이 바람직하다.
촉매 반응부(218)는 촉매 필터부(217) 상에 배치되어, 보다 원활하게 촉매 반응을 일으킬 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 촉매 반응부(218)는 수직 방향으로 중공이 형성된 허니컴(honeycomb)[또는, 정육각기둥] 구조를 가지는 금속 또는 세라믹에 촉매 금속이 코팅된 형태일 수 있다. 촉매 필터부(217)를 통과한 수소 포함 배기가스(HG) 및 산소 포함 공기(A)는 허니컴 구조의 수직 방향으로 형성된 중공을 통과하며 상승 이동하는 과정에서 내측벽에 코팅된 촉매 금속과 접하면서 촉매 반응을 일으킬 수 있다. 그리고, 촉매 반응부(218)는 가장 넓은 표면적을 제공하는 허니컴 구조를 가지므로, 촉매 반응의 효율이 극대화되는 이점이 있다.
보다 촉매 반응을 원활히 일으킬 수 있도록, 허니컴 구조의 직경은 4mm를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 다만, 직경이 반드시 이에 한정되지는 않고, 처리해야 할 수소 포함 배기가스(HG)의 양, 농도, 목표 처리 농도 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있다. 또한, 허니컴 구조뿐만 아니라, 접촉 면적을 늘리는 목적의 범위 내에서는 다른 구조도 채용 가능하다.
촉매 필터부(217)와 촉매 반응부(218)는 사용한계에 도달하면, 반응부(215)의 일부를 분해하거나, 유지/관리를 위한 메인터넌스 도어(미도시)를 통해 용이하게 교체할 수 있다
본 발명은, 제1 처리부(210)의 상부에 제2 처리부(250)가 연통되도록 배치되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 제2 처리부(250)는 수직 방향으로 배치되는 적어도 하나의 촉매 담체부(256: 256a, 256b)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 2 및 도 3을 다시 참조하면, 제1 처리부(210)를 통과한 수소 포함 배기가스(HG)는 수소 가스의 상당부분이 촉매 반응으로 수소 처리될 수 있다. 약 95%의 수소 가스가 수소 처리되고, 나머지 약 5%의 수소 가스를 포함하는 수소 포함 배기가스(HG1)는 상부로 계속 이동하여 제2 처리부(250)로 진입할 수 있다.
제2 처리부(250)는 제1 처리부(210)보다는 저농도로 수소 가스를 포함하는 수소 포함 배기가스(HG1)를 처리하므로, 제1 처리부(210)와 같이 반드시 넓은 수평 면적을 가질 필요는 없다. 다시 말해, 고농도로 수소 가스를 포함하는 수소 포함 배기가스(HG)를 처리하는 제1 처리부(210)는 대량의 수소 처리를 위해, 복수개의 촉매 담체부(216)를 수평 방향을 따라 배치하여야 하나, 저농도로 수소 가스를 포함하는 수소 포함 배기가스(HG1)를 처리하는 제2 처리부(250)는 소량의 수소를 집중 처리하여 수소 처리 공정을 완료할 수 있도록, 수직 방향을 따라 적어도 하나의 촉매 담체부(256: 256a, 256b)를 배치할 수 있다. 도 2에는 제2 처리부(250)에 2개의 촉매 담체부(256a, 256b)를 배치한 것이 도시되어 있으나, 공정 환경에 따라1개 또는 3개 이상이여도 무방하다.
제2 처리부(250)의 촉매 담체부(256)도 제1 처리부(210)의 촉매 담체부(216)와 동일하게 촉매 필터부(257: 257a, 257b) 및 촉매 반응부(258: 258a, 258b)를 포함할 수 있다. 촉매 필터부(257)와 촉매 반응부(258)의 구성 및 기능은 제1 처리부(210)의 촉매 필터부(217) 및 촉매 반응부(218)와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
수소 포함 배기가스(HG1)는 제2 처리부(250)의 수직 방향을 따라 배치된 촉매 담체부(256)를 통과하며 상승 이동하는 과정에서 촉매 금속과 접하면서 촉매 반응을 일으킬 수 있고, 제2 처리부(250)를 빠져나온 수소 포함 배기가스(HG2)는 연소범위 이하(4% 이하), 바람직하게는 0.1%이하의 수소 가스만을 포함할 수 있다.
도 2를 더 참조하면, 제2 처리부(250)의 상부와 배출구(260)의 사이에는 퍼지 가스 유입관(270)이 더 설치될 수 있다. 퍼지 가스 유입관(270)은 외부의 퍼지 가스 공급부(미도시)로부터 퍼지 가스(P)를 공급받아 제2 처리부(250)의 상부로 공급함에 따라, 제2 처리부(250)를 빠져나온 수소 포함 배기가스(HG2)을 더 희석시킴과 동시에 배출구(260)로의 이동력을 더할 수 있다.
제2 처리부(250)의 상부와 배출구(260)의 사이에는 수소 포함 배기가스(HG2)를 냉각하기 위한 쿨링 유닛(280)이 더 설치될 수 있다. 쿨링 유닛(280)은 제2 처리부(250)의 상부와 배출구(260) 사이의 배관을 둘러싸는 냉각관 또는 콜드 트랩(cold trap) 등을 제한없이 사용할 수 있다.
수소 포함 배기가스(HG2)가 배출구(260) 방향으로 이동하면서 일부의 수증기가 자연적으로 응축되거나, 쿨링 유닛(280)에 의해 응축될 수 있다. 응축된 수증기(w)[또는, 물(w)]은 제2 처리부(250)의 상부와 배출구(260)의 사이에 연결된 제2 워터 드레인 포트(290)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
제2 처리부(250)의 상부와 배출구(260)의 사이에는 공기 유입관(275)가 더 설치될 수 있다. 공기 유입관(275)은 수소 포함 배기가스(HG2)를 배출구(260)를 통해 외부로 배출하기 전, 공기(room air)를 유입시킴에 따라, 농도를 더 희석시킨 수소 포함 배기가스(HG3)를 배출구(260)로 배출할 수 있게 한다.
위와 같이, 본 발명은 제1 처리부(210)와 제2 처리부(250)에서 연속적으로 수소 처리를 하므로, 수소 포함 배기가스(HG)의 농도와 관계없이 공정이 수행될 수 있으며, 촉매반응을 이용하기 때문에 수소 처리공정에서 위험 발생 요소를 줄일 수 있는 효과가 있다. 그리고, 본 발명은 수평 방향을 따라 촉매 담체부(216)를 배치한 제1 처리부(210)에서 많은 양의 수소를 처리하고, 수직 방향을 따라 촉매 담체부(256)를 배치한 제2 처리부(250)에서 수소를 집중처리 하므로, 수소 포함 배기가스의 수소처리 효율을 최대화 할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 연소없이 촉매 반응을 통해 수소를 처리할 수 있으므로, 장치의 내구성을 향상시키고, 촉매 담체부(216, 256)만을 교체하여 유지 관리가 가능하므로, 전체 공정 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
10, 100: 반도체 처리장치
110: 수소 포함 배기가스 유입관
20, 200: 수소 포함 배기가스 처리장치
210: 제1 처리부
211: 가스 유입부
212: 도입부
213: 혼합판
214: 혼합구
215: 반응부
216, 256: 촉매 담체부
217, 257: 촉매 필터부
218, 258: 촉매 반응부
230: CDA 공급부
231: 산소 포함 공기 유입관
240: 제1 워터 드레인 포트
250: 제2 처리부
260: 배출구
270: 퍼지 가스 유입관
280: 쿨링 유닛
290: 제2 워터 드레인 포트
A: 산소 포함 공기
HG, HG1, HG2, HG3: 수소 포함 배기가스
P: 퍼지 가스
RA: 공기
W: 응축된 수증기, 물
110: 수소 포함 배기가스 유입관
20, 200: 수소 포함 배기가스 처리장치
210: 제1 처리부
211: 가스 유입부
212: 도입부
213: 혼합판
214: 혼합구
215: 반응부
216, 256: 촉매 담체부
217, 257: 촉매 필터부
218, 258: 촉매 반응부
230: CDA 공급부
231: 산소 포함 공기 유입관
240: 제1 워터 드레인 포트
250: 제2 처리부
260: 배출구
270: 퍼지 가스 유입관
280: 쿨링 유닛
290: 제2 워터 드레인 포트
A: 산소 포함 공기
HG, HG1, HG2, HG3: 수소 포함 배기가스
P: 퍼지 가스
RA: 공기
W: 응축된 수증기, 물
Claims (13)
- 반도체 표면 개질 공정에서 발생하는 수소 포함 배기가스가 유입되는 수소 포함 배기가스 유입관, 및 산소 포함 공기가 유입되는 산소 포함 공기 유입관이 적어도 일측에 연결되고, 상기 수소 포함 배기가스와 촉매 반응을 일으키는 촉매를 포함하는 복수개의 촉매 담체부를 포함하는 처리부를 포함하고,
상기 처리부의 하부에 가스 유입부가 구획되며,
상기 가스 유입부는,
상기 수소 포함 배기가스 및 상기 산소 포함 공기가 유입되는 도입부; 및
상기 도입부 상에 상호 간격을 이루면서 수평 방향으로 배치된 복수개의 혼합판을 포함하고,
상기 혼합판은 가로 및 세로 방향을 따라 복수개의 혼합구가 형성된 것을 특징으로 하는 수소 포함 배기가스 처리장치. - 제1항에 있어서,
상기 처리부는,
수평 방향을 따라 배치되는 복수개의 상기 촉매 담체부를 포함하는 제1 처리부; 및
상기 제1 처리부의 상부에 상기 제1 처리부와 연통되도록 배치되며, 수직 방향을 따라 배치되는 적어도 하나의 상기 촉매 담체부를 포함하는 제2 처리부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 포함 배기가스 처리장치. - 제2항에 있어서,
상기 제1 처리부는 상부의 반응부와 하부의 상기 가스 유입부로 구획되고,
상기 반응부에 상기 촉매 담체부가 배치되며,
상기 가스 유입부의 일측에 상기 수소 포함 배기가스 유입관 및 상기 산소 포함 공기 유입관이 연결되는 것을 특징으로 하는 수소 포함 배기가스 처리장치. - 제1항에 있어서,
상기 촉매 담체부의 적어도 일부에 백금(Pt), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os) 중 적어도 어느 하나의 촉매 금속이 코팅된 것을 특징으로 하는 수소 포함 배기가스 처리장치. - 제4항에 있어서,
상기 촉매 담체부는,
다공성의 금속 또는 세라믹에 상기 촉매 금속이 코팅된 촉매 필터부; 및
상기 촉매 필터부 상에 배치되며, 수직 방향으로 중공이 형성된 허니컴(honeycomb) 구조의 금속 또는 세라믹에 상기 촉매 금속이 코팅된 촉매 반응부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 포함 배기가스 처리장치. - 제5항에 있어서,
상기 허니컴 구조에서 단일 허니컴의 직경은 4mm를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 수소 포함 배기가스 처리장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
하부에 위치한 혼합판의 혼합구는 상부에 위치한 혼합판의 혼합구와 엇갈리게 형성된 것을 특징으로 하는 수소 포함 배기가스 처리장치. - 제2항에 있어서,
상기 제1 처리부의 적어도 일측에, 상기 제1 처리부 내부에서 응축된 수증기를 배출하는 제1 워터 드레인 포트가 연결된 것을 특징으로 하는 수소 포함 배기가스 처리장치. - 제2항에 있어서,
상기 제2 처리부의 상부와 배출구의 사이에 일부의 상기 수소 포함 배기가스를 냉각하기 위한 쿨링 유닛이 더 설치된 것을 특징으로 하는 수소 포함 배기가스 처리장치. - 제2항에 있어서,
상기 제2 처리부의 상부와 배출구의 사이에 퍼지 가스가 공급되는 퍼지 가스 유입관이 더 설치된 것을 특징으로 하는 수소 포함 배기가스 처리장치. - 제2항에 있어서,
상기 제2 처리부의 상부와 배출구의 사이에 응축된 수증기를 배출하는 제2 워터 드레인 포트가 연결된 것을 특징으로 하는 수소 포함 배기가스 처리장치. - 제2항에 있어서,
상기 제2 처리부의 상부와 배출구의 사이에 공기(room air)가 공급되는 공기 유입관이 더 설치된 것을 특징으로 하는 수소 포함 배기가스 처리장치.
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